PENGEMBANGAN MODUL BIOLOGI BERBASIS GUIDED INQUIRY UNTUK MEMBERDAYAKAN KETERAMPILAN PROSES SAINS SISWA KELAS X PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN SMA NEGERI 1 NGEMPLAK BOYOLALI | Nugroho | Prosiding SNPS (Seminar Nasional Pendidikan Sains) 5089 11124 1 SM
PENGEMBANGAN MODUL BIOLOGI BERBASIS GUIDED INQUIRY
UNTUK MEMBERDAYAKAN KETERAMPILAN PROSES SAINS
SISWA KELAS X PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN
SMA NEGERI 1 NGEMPLAK BOYOLALI
Purwo Adi Nugroho1, Widha Sunarno1, dan Sugiyarto1
1
Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 57126, Indonesia.
Email korespondensi: bio.purwo.adi.nugroho21@gmail.com
Tujuan penelitian yaitu untuk: 1) Mengetahui karakteristik produk Modul Biologi Berbasis Guided
Inquiry untuk memberdayakan keterampilan proses sains siswa kelas X pada materi pencemaran
lingkungan SMA Negeri 1 Ngemplak Boyolali, 2) Mengetahui kelayakan produk Modul Biologi
Berbasis Guided Inquiry untuk memberdayakan keterampilan proses sains siswa kelas X pada
materi pencemaran lingkungan SMA Negeri 1 Ngemplak Boyolali, dan 3) Mengetahui efektivitas
produk Modul Biologi Berbasis Guided Inquiry untuk memberdayakan keterampilan proses sains
siswa kelas X pada materi pencemaran lingkungan SMA Negeri 1 Ngemplak Boyolali. Jenis
penelitian merupakan penelitian pengembangan (Research and Development) yang termodifikasi
dari Gall, Borg and Gall (2003) melalui tahapan-tahapan: penelitian dan pengumpulan informasi,
perencanaan, pengembangan produk awal, uji coba produk awal, revisi produk I, uji coba lapangan
terbatas, revisi produksi II, uji lapangan operasional, revisi produk akhir, diseminasi dan
implementasi produk. Hasil penelitian, yaitu: 1) Modul Biologi Berbasis Guided Inquiry
dikembangkan menggunakan model Gall, Borg and Gall termodifikasi melalui 10 tahap dan
prosedur pengembangan modul biologi, yaitu integrasi antara basis guided inquiry yang mewarnai
modul dengan keterampilan proses sains. Sintaks guided inquiry dapat menguatkan keterampilan
proses sains yang dirancang pada matrik sebagai dasar dan warna modul yang dikembangkan, 2)
Kelayakan Modul Biologi Berbasis Guided Inquiry setelah dilakukannya uji coba produk awal, uji
coba lapangan terbatas, dan uji lapangan operasional didapatkan rata-rata sebesar 3,58 dengan
persentase sebesar 89,5% dikategorikan ˝Baik˝, dan 3) Efektivitas Modul Biologi Berbasis Guided
Inquiry didapatkan nilai N-gain dari keterampilan proses sains siswa sebesar 0,62 yang
dikategorikan ˝Sedang˝, dan hasil belajar kognitif siswa yaitu sebesar 0,71 dikategorikan ˝Tinggi˝
dengan hasil signifikansi sebesar p=0,000.
Kata Kunci: Penelitian Pengembangan, Modul Biologi, Guided Inquiry, dan Keterampilan Proses
Sains.
I.
PENDAHULUAN
Pendidikan abad 21 mempunyai tuntutan untuk menghasilkan sumber daya
manusia yang mampu bersaing dan berkembang dalam penguasaan ilmu pengetahuan
dan teknologi melalui pembelajaran. Sistem pembelajaran abad 21 menuntut sekolah
untuk merubah pendekatan pembelajaran yang berpusat pada guru menjadi pendekatan
yang berpusat pada siswa, sehingga didapatkan individu yang kreatif, dapat
mengembangkan ilmu pengetahuan, menguasai teknologi dan komunikasi, berjiwa
mandiri, dan mempunyai keterampilan proses yang baik dalam pembelajaran sains
(Widowati, 2008).
Pembelajaran sains merupakan pembelajaran yang dapat membuat siswa
membangun sendiri kemampuannya dengan mengeksplorasi seluruh pikiran dalam
mempelajari dan menemukan sendiri konsep belajarnya. Sugiharto (2011),
menyatakan produk dari siswa melaksanakan pembelajaran sains, yaitu dapat
meningkatkan penguasaan pada cara berpikir siswa berupa fakta, konsep, prinsip,
hukum, dan teori mengenai alam sekitar. Pembelajaran sains yang ideal adalah ketika
siswa mampu belajar dengan mengeluarkan seluruh kemampuan dalam penguasaan
pengetahuan yang berupa fakta, konsep-konsep belajar secara mandiri, dan dapat
melakukan suatu kegiatan penemuan seperti halnya seorang ilmuan (Toharudin dkk,
2011:36).
Hasil observasi di SMAN 1 Ngemplak Boyolali menunjukkan bahwa
penguasaan materi pencemaran lingkungan masih rendah dibanding dengan materi
lainnya berdasarkan nilai kompetensi siswa sebesar 54,7%. Rendahnya pemahaman
materi pencemaran lingkungan dapat diperjelas dengan hasil UN 3 tahun terakhir,
yaitu tahun 2010/2011 didapatkan nilai yang masih di bawah rata-rata yaitu 60,00 dari
75,17 dari rata-rata nasional, UN tahun 2011/2012 masih di bawah rata-rata yaitu
63,64 dari 85,93 dari rata-rata Ujian Nasional, dan UN tahun 2012/2013 didapatkan
juga masih di bawah rata-rata yaitu 47,67 dari 65,36 dari rata-rata UN (Balitbang
Kemdiknas, 2011-2012).
Kebutuhan siswa dan guru mengenai bahan ajar yang tepat dan efektif, sehingga
dapat memberdayakan keterampilan proses sains siswa, maka perlu dikembangkan
bahan ajar berupa modul. Pemilihan modul berbasis guided inquiry karena punya
kelebihan dibanding buku paket maupun LKS, yaitu dapat membuat siswa lebih
tertarik dan lebih aktif (Indriyanti, 2010).
Berdasarkan hasil pemikiran di atas, yaitu didapatkan judul penelitian:
″ Pengembangan Modul Biologi Berbasis Guided Inquiry untuk Memberdayakan
Keterampilan Proses Sains Siswa Kelas X pada Materi Pencemaran Lingkungan
SMA Negeri 1 Ngemplak Boyolali″ .
II. METODE PENELITIAN
A. Model Penelitian dan Pengembangan
Penelitian terhadap pengujian model yang diimplementasikan pada
pengembangan produk perangkat pembelajaran. Metode dan rancangan penelitian
berdesain R&D (research and development) termodifikasi dari Gall, Borg, and Gall
(2003): 1) penelitian dan pengumpulan informasi, 2) perencanaan, 3)
pengembangan produk awal, 4) uji coba produk awal, 5) revisi produk I, 6) uji coba
lapangan terbatas,7) revisi produksi II, 8) uji lapangan operasional, 9) revisi produk
akhir, serta 10) diseminasi produk.
B. Uji Coba Produk
Uji coba terkait produk yang dikembangkan yaitu modul biologi:
1. Desain uji coba produk: a) uji lapangan terbatas, dan b) uji coba soal.
2. Subjek penelitian: a) validitas ahli dan praktisi, b) uji coba lapangan terbatas dan
operasional.
3. Instrumen pengumpulan data: a) angket dan kuisioner, b) soal tes, c) lembar
observasi dan wawancara.
4. Teknik analisis data, berupa: a) analisis kebutuhan, b) penilaian ahli dan praktisi,
c) uji coba lapangan terbatas, d) uji lapangan operasional.
III. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian dan pengembangan modul biologi berbasis guided inquiry untuk
memberdayakan keterampilan proses sains siswa. Kajian pembelajaran dikembangkan
sesuai Kurikulum 2013 KD 3.10 ˝Menganalisis data perubahan lingkungan dan
dampak perubahan tersebut bagi lingkungan˝.
A. Hasil Tahap Penelitian dan Pengumpulan Informasi.
1. Studi pustaka, merupakan hasil dari analisis KI dan KD digunakan sebagai dasar
acuan pengembangan modul biologi. Analisis data UN 3 tahun 2010/2011,
2011/2012, dan 2012/2013 pada materi pencemaran lingkungan di SMAN 1
Ngemplak Boyolali di bawah rata-rata nasional. Kesesuaian teori belajar
penemuan Jerome Bruner, yaitu perolehan pengetahuan siswa dilakukan dengan
proses interaktif yaitu melakukan interaksi dengan lingkungan sekitar (Dahar,
2011:77).
2. Survei lapangan, yaitu: observasi, pemberian angket, dan wawancara terhadap
wakasek kurikulum dan guru biologi untuk pengambilan data SNP SMAN 1
Ngemplak Boyolali tersaji pada Tabel 1
Tabel 1. Hasil Capaian 8 Standar Nasional Pendidikan
SNP
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
∑
∑
Indikator
8
10
12
11
11
4
3
13
72
Skor
Ideal
24
30
36
33
33
12
9
39
216
Kontribusi
%
11,11
13,89
16,67
15,28
15,28
5,56
4,17
18,06
100
Implementasi SNP
Skor
%
21
9,72
22
10,19
28
12,96
28
12,96
27
12,50
12
5,56
9
4,17
30
13,89
177
81,9
GAP
%
1,39
3,70
3,71
2,32
2,78
0
0
4,17
18,1
B. Hasil Tahap Perencanaan
Hasil studi pendahuluan digunakan sebagai dasar perencanaan, yaitu: a)
kurikulum 2013 sebagai landasan KI dan KD, b) tujuan pembelajaran
dikembangkan mengukur kognitif, afektif, psikomotor, dan KPS, c) pengembangan
bahan ajar modul dirancang sistematis untuk digunakan siswa belajar mandiri, d)
guided inquiry dipilih supaya siswa menjadi aktif dengan bimbingan guru. Rapi
(2008:170-171), model inkuiri terpimpin memberikan kesempatan siswa bekerja
seperti ilmuan, sehingga rasa ingin tahu menjadi berkembang.
C. Hasil Pengembangan Produk Awal
1. Hasil draft modul, berupa modul biologi berbasis guided inquiry untuk
memberdayakan keterampilan proses sains pada materi pencemaran lingkungan.
Modul bersifat sistematis karena disusun secara runtut dan jelas, sehingga
memudahkan siswa belajar (Sungkono, 2003:2).
2. Hasil instrumen, yaitu: silabus, RPP, angket, kuisioner, lembar validasi,
keterlaksanaan sintaks, LO, rubrik, soal try out, dan evaluasi.
3. Hasil try out soal keterampilan proses sains dan kognitif, terhadap soal
keterampilan proses sains dan soal kognitif oleh 30 siswa kelas X IPA 1 untuk
soal KPS dan kelas X IPA 2 untuk soal kognitif di SMA Negeri 1 Banyudono.
Data dianalisis dengan menggunakan Microsoft Exel untuk mengetahui
validitas, reliabilitas, indeks kesukaran, dan daya:
a) Validitas butir soal. Skor terhadap jawaban setiap item soal hanya terdiri dari
angka 1 jawaban benar dan angka 0 jawaban salah. (1) tingkat validitas soal
tes keterampilan proses sains didapatkan soal valid 39 dan tidak valid 1, dan
(2) tingkat validitas soal tes kognitif didapatkan soal valid 38 dan tidak valid
22.
b) Reliabilitas. Tingkat keajegan dari item soal tes yang digunakan.
c) Indeks Kesukaran. Penjabaran tingkatan sukar mudah item soal. (1) indeks
kesukaran soal tes keterampilan proses sains didapatkan soal sukar 3, sedang
26, dan mudah 10, dan (2) indeks kesukaran item soal kognitif didapatkan
soal sukar 11, sedang 17, dan mudah 10.
d) Daya Pembeda. Kemampuan soal dalam membedakan siswa yang
berkemampuan rendah dengan siswa berkemampuan tinggi. (1) daya
pembeda soal keterampilan proses sains didapatkan soal kriteria baik sekali
10, baik 20, cukup 8, dan jelek 1, dan (2) daya pembeda soal kognitif
didapatkan soal kriteria baik sekali 10, baik 11, cukup 14, dan jelek 3.
D. Hasil Uji Coba Produk Awal
Uji coba produk awal yaitu tahap dilakukan oleh validasi ahli dan praktisi.
Validasi dilakukan ahli materi modul; ahli pengembangan, desain, dan keterbacaan
modul; ahli pengembangan perangkat dan soal evaluasi. Validasi dilakukan praktisi
yaitu tiga guru biologi. Hasil validasi uji coba produk awal oleh ahli materi tersaji
pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Validasi Ahli Materi Modul
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Aspek
Konsep dasar materi.
Konsep sub materi bahasan.
Konsep gambar.
Penyajian gambar.
Sistematika penyampaian materi.
Relevansi dengan kehidupan sehari-hari.
Relevansi dan kredibilitas buku sumber.
Penggunaan bahasa pada materi.
Rata-rata keseluruhan aspek
Rata
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
3,0
4,0
3,88
Kategori
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Hasil dari validasi ahli pengembangan, desain, dan keterbacaan modul tersaji
pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Validasi Ahli Pengembangan, Desain, dan Keterbacaan Modul
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Aspek
Kualitas isi/ materi.
Relevansi dan kredibilitas buku sumber.
Kesesuaian guided inquiry dalam pemberdayaan KPS.
Kesesuaian basis guided inquiry.
Kualitas metode penyajian.
Penyajian pembelajaran.
Penggunaan bahasa.
Penggunaan ilustrasi.
Kualitas dan kelengkapan bahan penunjang.
Kegrafikan.
Tampilan umum.
Rata-rata keseluruhan aspek
Rata
3,5
3,0
4,0
3,6
3,78
3,0
4,0
3,6
3,0
4,0
3,75
3,57
Kategori
Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Hasil dari validasi ahli pengembangan perangkat dan evaluasi tersaji pada
Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Validasi Ahli Pengembangan Perangkat dan Evaluasi
No.
1.
2.
3.
4.
Aspek
Perumusan tujuan pembelajaran.
Pemilihan dan pengorganisasian materi ajar.
Pemilihan sumber belajar atau media pembelajaran.
Metode pembelajaran.
Rata
3,5
3,75
3,33
3,67
Kategori
Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
5.
6.
Penialaian hasil belajar.
Soal evaluasi.
Rata-rata keseluruhan aspek
3,0
3,4
3,44
Baik
Baik
Baik
Hasil validasi praktisi pendidikan yang dinilai oleh tiga guru biologi tersaji
pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Validasi Praktisi Pendidikan
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Aspek
Kualitas isi/ materi.
Relevansi dan kredibilitas buku sumber.
Kesesuaian guided inquiry dalam pemberdayaan KPS.
Kesesuaian basis guided inquiry.
Kualitas metode penyajian.
Penyajian pembelajaran.
Penggunaan bahasa.
Penggunaan ilustrasi.
Kualitas dan kelengkapan bahan penunjang.
Kegrafikan.
Tampilan umum.
Rata-rata keseluruhan aspek
Rata
3,61
3,56
3,67
3,53
3,56
3,67
3,44
3,40
3,67
3,67
3,42
3,56
Kategori
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
E. Hasil Revisi Produk I
Revisi produk I berdasar hasil validasi ahli dan praktisi, didapatkan masukan
dan saran untuk perbaikan sebelum diujikan coba lapangan terbatas. Hasil saran dan
masukan dari ahli dan praktisi digunakan sebagai perbaikan materi, desain modul,
dan perangkat, kemudian direvisi dan selanjutnya produk modul akan digunakan
pada uji coba lapangan terbatas.
F. Hasil Uji Coba Lapangan Terbatas
Uji coba lapangan terbatas dilakukan oleh lima belas siswa. Hasil data
diperoleh berupa kuisioner terhadap modul tersaji pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Kuisioner Uji Coba Lapangan Terbatas
No.
1.
2.
3.
Aspek
Isi modul
Penyajian
Bahasa atau keterbacaan
Rata-rata keseluruhan aspek
Rata
3,38
3,41
3,11
3,3
Kategori
Baik
Baik
Baik
Baik
G. Hasil Revisi Produk II
Hasil saran dan masukan dari uji coba lapangan terbatas digunakan sebagai
perbaikan, setelah modul diperbaiki maka akan digunakan pada uji coba lapangan
operasional. Saran siswa berupa penggunaan bahasa masih menyulitkan siswa,
tetapi beberapa siswa juga berpendapat bahasa mudah dipahami, sehingga peneliti
mengkaji ulang modul dari keterbacaan yang masih sulit dipahami. Kalimat yang
digunakan sederhana, singkat, jelas, dan gambar relevan dan mendukung materi
(Prastowo, 2012:123).
H. Hasil Uji Lapangan Operasional
Uji coba lapangan operasional dilakukan pada kelas X 7 dengan 30 siswa.
Data diperoleh uji coba lapangan operasional adalah keterlaksanaan sintaks, respon
siswa terhadap modul biologi, data hasil belajar afektif, psikomotor, dan kognitif
serta hasil keterampilan proses sains siswa, yaitu:
1. Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran
Persentase keterlaksanaan sintaks pada Gambar 1 oleh guru dan siswa
yang diperoleh dari tiga observer. Rata-rata berdasarkan aktivitas guru pada
pertemuan I 86,11%, pertemuan II 89,91%, pertemuan III 91,67%, dan rata
keseluruhan 89,20%. Rata-rata diperoleh berdasarkan aktivitas siswa pada
pertemuan I 81,48%, pertemuan II 87,04%, dan pertemuan III 91,67%, dan ratarata keseluruhan 86,73%.
Gambar 1. Histogram Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran
2. Hasil Belajar Siswa
a) Hasil belajar afektif
Penilaian hasil belajar afektif selama proses pembelajaran dilakukan
dengan penilaian menggunakan lembar observasi dinilai oleh tiga observer.
Hasil belajar afektif siswa tersaji pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Belajar Afektif Siswa
∑ Siswa
30
Pertemuan I
%
80,83
Pertemuan II
%
82,5
Pertemuan III
%
84,31
b) Hasil belajar psikomotor
Penilaian hasil belajar psikomotor siswa menggunakan lembar
observasi yang dinilai tiga orang observer tersaji pada Tabel 7.
Tabel 7. Hasil Belajar Psikomotor Siswa
∑
Siswa
30
Pertemuan I
%
80,02
Pertemuan II
%
81,13
Pertemuan III
%
82,5
c) Hasil belajar kognitif
Deskripsi berdasarkan data hasil belajar kognitif siswa yang diperoleh
melalui nilai pretest dan posttest tersaji pada Tabel 8.
Tabel 8. Deskripsi Data Hasil Belajar Kognitif Siswa
Jenis Tes
Pretest
Posttest
∑ Siswa
30
30
Mean
65,97
85,77
SD
5,19
5,14
Nilai Min
57
77
Nilai Mak
77
94
Berdasarkan data Tabel 8 diketahui mean hasil belajar kognitif sebelum
diterapkan modul 65,97 dengan standar deviasi 5,19. Mean hasil belajar
kognitif setelah diterapkan modul 85,77 dengan standar deviasi 5,14. N-gain
ternormalisasi diperoleh rerata kenaikan hasil belajar kognitif 0,71. Menurut
kriteria Hake (1998:1), capaian menunjukkan kenaikan hasil belajar kognitif
dikategorikan ˝Tinggi˝. Setelah perhitungan N-gain ternormalisasi, kemudian
hasil belajar kognitif diuji prasyarat sebelum dilakukan uji one-way ANOVA.
Hasil analisis pretest-posttest hasil belajar kognitif tersaji Tabel 9.
Tabel 9. Ringkasan Hasil Analisis Nilai Pretest dan Posttest
Uji
Jenis Uji
Hasil
Normalitas
Homogenitas
Kolmogorov
-Smirnov
Sig pretest = 0,165
Sig posttest = 0,170
Levene-Test
Sig 0,764
one-way
ANOVA
F = 220,285
p-value = 0,000
Hasil
PretestPosttest
Keputus
an
H0
diterima
H0
diterima
H0
ditolak
Kesimpulan
Data normal
Data homogen
Ada perbedaan
yang signifikan
antara pretest dan
posttest
Berdasarkan analisis nilai kognitif diketahui normalitas data diuji
menggunakan Kolmogorov-Smirnov diperoleh taraf signifikasi 0,165 untuk
pretest dan 0,170 untuk posttest, dimana kedua nilai pretest-postest lebih
besar α =0,05 sehingga H0 diterima, mempunyai arti data pretest-posttest
berdistribusi normal. Hasil uji homogenitas diperoleh bahwa taraf signifikasi
0,764>0,05 maka H0 diterima, mempunyai arti variasi setiap sampel sama
(homogen).
Data nilai pretest-posttest diketahui bahwa data berdistribusi normal
dan homogen sehingga dianalisis menggunakan uji one-way ANOVA.
Berdasarkan hasil F = 220,285 dengan probabilitas 0,000 (p-value 0,05 sehingga H0 diterima, berarti variasi setiap
sampel sama (homogen).
Hasil pretest-posttest diketahui data berdistribusi normal dan homogen
selanjutnya dianalisis menggunakan uji one-way ANOVA. Berdasarkan
perhitungan diperoleh F = 69,589 dengan probabilitas sebesar 0,000 (pvalue
UNTUK MEMBERDAYAKAN KETERAMPILAN PROSES SAINS
SISWA KELAS X PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN
SMA NEGERI 1 NGEMPLAK BOYOLALI
Purwo Adi Nugroho1, Widha Sunarno1, dan Sugiyarto1
1
Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 57126, Indonesia.
Email korespondensi: bio.purwo.adi.nugroho21@gmail.com
Tujuan penelitian yaitu untuk: 1) Mengetahui karakteristik produk Modul Biologi Berbasis Guided
Inquiry untuk memberdayakan keterampilan proses sains siswa kelas X pada materi pencemaran
lingkungan SMA Negeri 1 Ngemplak Boyolali, 2) Mengetahui kelayakan produk Modul Biologi
Berbasis Guided Inquiry untuk memberdayakan keterampilan proses sains siswa kelas X pada
materi pencemaran lingkungan SMA Negeri 1 Ngemplak Boyolali, dan 3) Mengetahui efektivitas
produk Modul Biologi Berbasis Guided Inquiry untuk memberdayakan keterampilan proses sains
siswa kelas X pada materi pencemaran lingkungan SMA Negeri 1 Ngemplak Boyolali. Jenis
penelitian merupakan penelitian pengembangan (Research and Development) yang termodifikasi
dari Gall, Borg and Gall (2003) melalui tahapan-tahapan: penelitian dan pengumpulan informasi,
perencanaan, pengembangan produk awal, uji coba produk awal, revisi produk I, uji coba lapangan
terbatas, revisi produksi II, uji lapangan operasional, revisi produk akhir, diseminasi dan
implementasi produk. Hasil penelitian, yaitu: 1) Modul Biologi Berbasis Guided Inquiry
dikembangkan menggunakan model Gall, Borg and Gall termodifikasi melalui 10 tahap dan
prosedur pengembangan modul biologi, yaitu integrasi antara basis guided inquiry yang mewarnai
modul dengan keterampilan proses sains. Sintaks guided inquiry dapat menguatkan keterampilan
proses sains yang dirancang pada matrik sebagai dasar dan warna modul yang dikembangkan, 2)
Kelayakan Modul Biologi Berbasis Guided Inquiry setelah dilakukannya uji coba produk awal, uji
coba lapangan terbatas, dan uji lapangan operasional didapatkan rata-rata sebesar 3,58 dengan
persentase sebesar 89,5% dikategorikan ˝Baik˝, dan 3) Efektivitas Modul Biologi Berbasis Guided
Inquiry didapatkan nilai N-gain dari keterampilan proses sains siswa sebesar 0,62 yang
dikategorikan ˝Sedang˝, dan hasil belajar kognitif siswa yaitu sebesar 0,71 dikategorikan ˝Tinggi˝
dengan hasil signifikansi sebesar p=0,000.
Kata Kunci: Penelitian Pengembangan, Modul Biologi, Guided Inquiry, dan Keterampilan Proses
Sains.
I.
PENDAHULUAN
Pendidikan abad 21 mempunyai tuntutan untuk menghasilkan sumber daya
manusia yang mampu bersaing dan berkembang dalam penguasaan ilmu pengetahuan
dan teknologi melalui pembelajaran. Sistem pembelajaran abad 21 menuntut sekolah
untuk merubah pendekatan pembelajaran yang berpusat pada guru menjadi pendekatan
yang berpusat pada siswa, sehingga didapatkan individu yang kreatif, dapat
mengembangkan ilmu pengetahuan, menguasai teknologi dan komunikasi, berjiwa
mandiri, dan mempunyai keterampilan proses yang baik dalam pembelajaran sains
(Widowati, 2008).
Pembelajaran sains merupakan pembelajaran yang dapat membuat siswa
membangun sendiri kemampuannya dengan mengeksplorasi seluruh pikiran dalam
mempelajari dan menemukan sendiri konsep belajarnya. Sugiharto (2011),
menyatakan produk dari siswa melaksanakan pembelajaran sains, yaitu dapat
meningkatkan penguasaan pada cara berpikir siswa berupa fakta, konsep, prinsip,
hukum, dan teori mengenai alam sekitar. Pembelajaran sains yang ideal adalah ketika
siswa mampu belajar dengan mengeluarkan seluruh kemampuan dalam penguasaan
pengetahuan yang berupa fakta, konsep-konsep belajar secara mandiri, dan dapat
melakukan suatu kegiatan penemuan seperti halnya seorang ilmuan (Toharudin dkk,
2011:36).
Hasil observasi di SMAN 1 Ngemplak Boyolali menunjukkan bahwa
penguasaan materi pencemaran lingkungan masih rendah dibanding dengan materi
lainnya berdasarkan nilai kompetensi siswa sebesar 54,7%. Rendahnya pemahaman
materi pencemaran lingkungan dapat diperjelas dengan hasil UN 3 tahun terakhir,
yaitu tahun 2010/2011 didapatkan nilai yang masih di bawah rata-rata yaitu 60,00 dari
75,17 dari rata-rata nasional, UN tahun 2011/2012 masih di bawah rata-rata yaitu
63,64 dari 85,93 dari rata-rata Ujian Nasional, dan UN tahun 2012/2013 didapatkan
juga masih di bawah rata-rata yaitu 47,67 dari 65,36 dari rata-rata UN (Balitbang
Kemdiknas, 2011-2012).
Kebutuhan siswa dan guru mengenai bahan ajar yang tepat dan efektif, sehingga
dapat memberdayakan keterampilan proses sains siswa, maka perlu dikembangkan
bahan ajar berupa modul. Pemilihan modul berbasis guided inquiry karena punya
kelebihan dibanding buku paket maupun LKS, yaitu dapat membuat siswa lebih
tertarik dan lebih aktif (Indriyanti, 2010).
Berdasarkan hasil pemikiran di atas, yaitu didapatkan judul penelitian:
″ Pengembangan Modul Biologi Berbasis Guided Inquiry untuk Memberdayakan
Keterampilan Proses Sains Siswa Kelas X pada Materi Pencemaran Lingkungan
SMA Negeri 1 Ngemplak Boyolali″ .
II. METODE PENELITIAN
A. Model Penelitian dan Pengembangan
Penelitian terhadap pengujian model yang diimplementasikan pada
pengembangan produk perangkat pembelajaran. Metode dan rancangan penelitian
berdesain R&D (research and development) termodifikasi dari Gall, Borg, and Gall
(2003): 1) penelitian dan pengumpulan informasi, 2) perencanaan, 3)
pengembangan produk awal, 4) uji coba produk awal, 5) revisi produk I, 6) uji coba
lapangan terbatas,7) revisi produksi II, 8) uji lapangan operasional, 9) revisi produk
akhir, serta 10) diseminasi produk.
B. Uji Coba Produk
Uji coba terkait produk yang dikembangkan yaitu modul biologi:
1. Desain uji coba produk: a) uji lapangan terbatas, dan b) uji coba soal.
2. Subjek penelitian: a) validitas ahli dan praktisi, b) uji coba lapangan terbatas dan
operasional.
3. Instrumen pengumpulan data: a) angket dan kuisioner, b) soal tes, c) lembar
observasi dan wawancara.
4. Teknik analisis data, berupa: a) analisis kebutuhan, b) penilaian ahli dan praktisi,
c) uji coba lapangan terbatas, d) uji lapangan operasional.
III. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian dan pengembangan modul biologi berbasis guided inquiry untuk
memberdayakan keterampilan proses sains siswa. Kajian pembelajaran dikembangkan
sesuai Kurikulum 2013 KD 3.10 ˝Menganalisis data perubahan lingkungan dan
dampak perubahan tersebut bagi lingkungan˝.
A. Hasil Tahap Penelitian dan Pengumpulan Informasi.
1. Studi pustaka, merupakan hasil dari analisis KI dan KD digunakan sebagai dasar
acuan pengembangan modul biologi. Analisis data UN 3 tahun 2010/2011,
2011/2012, dan 2012/2013 pada materi pencemaran lingkungan di SMAN 1
Ngemplak Boyolali di bawah rata-rata nasional. Kesesuaian teori belajar
penemuan Jerome Bruner, yaitu perolehan pengetahuan siswa dilakukan dengan
proses interaktif yaitu melakukan interaksi dengan lingkungan sekitar (Dahar,
2011:77).
2. Survei lapangan, yaitu: observasi, pemberian angket, dan wawancara terhadap
wakasek kurikulum dan guru biologi untuk pengambilan data SNP SMAN 1
Ngemplak Boyolali tersaji pada Tabel 1
Tabel 1. Hasil Capaian 8 Standar Nasional Pendidikan
SNP
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
∑
∑
Indikator
8
10
12
11
11
4
3
13
72
Skor
Ideal
24
30
36
33
33
12
9
39
216
Kontribusi
%
11,11
13,89
16,67
15,28
15,28
5,56
4,17
18,06
100
Implementasi SNP
Skor
%
21
9,72
22
10,19
28
12,96
28
12,96
27
12,50
12
5,56
9
4,17
30
13,89
177
81,9
GAP
%
1,39
3,70
3,71
2,32
2,78
0
0
4,17
18,1
B. Hasil Tahap Perencanaan
Hasil studi pendahuluan digunakan sebagai dasar perencanaan, yaitu: a)
kurikulum 2013 sebagai landasan KI dan KD, b) tujuan pembelajaran
dikembangkan mengukur kognitif, afektif, psikomotor, dan KPS, c) pengembangan
bahan ajar modul dirancang sistematis untuk digunakan siswa belajar mandiri, d)
guided inquiry dipilih supaya siswa menjadi aktif dengan bimbingan guru. Rapi
(2008:170-171), model inkuiri terpimpin memberikan kesempatan siswa bekerja
seperti ilmuan, sehingga rasa ingin tahu menjadi berkembang.
C. Hasil Pengembangan Produk Awal
1. Hasil draft modul, berupa modul biologi berbasis guided inquiry untuk
memberdayakan keterampilan proses sains pada materi pencemaran lingkungan.
Modul bersifat sistematis karena disusun secara runtut dan jelas, sehingga
memudahkan siswa belajar (Sungkono, 2003:2).
2. Hasil instrumen, yaitu: silabus, RPP, angket, kuisioner, lembar validasi,
keterlaksanaan sintaks, LO, rubrik, soal try out, dan evaluasi.
3. Hasil try out soal keterampilan proses sains dan kognitif, terhadap soal
keterampilan proses sains dan soal kognitif oleh 30 siswa kelas X IPA 1 untuk
soal KPS dan kelas X IPA 2 untuk soal kognitif di SMA Negeri 1 Banyudono.
Data dianalisis dengan menggunakan Microsoft Exel untuk mengetahui
validitas, reliabilitas, indeks kesukaran, dan daya:
a) Validitas butir soal. Skor terhadap jawaban setiap item soal hanya terdiri dari
angka 1 jawaban benar dan angka 0 jawaban salah. (1) tingkat validitas soal
tes keterampilan proses sains didapatkan soal valid 39 dan tidak valid 1, dan
(2) tingkat validitas soal tes kognitif didapatkan soal valid 38 dan tidak valid
22.
b) Reliabilitas. Tingkat keajegan dari item soal tes yang digunakan.
c) Indeks Kesukaran. Penjabaran tingkatan sukar mudah item soal. (1) indeks
kesukaran soal tes keterampilan proses sains didapatkan soal sukar 3, sedang
26, dan mudah 10, dan (2) indeks kesukaran item soal kognitif didapatkan
soal sukar 11, sedang 17, dan mudah 10.
d) Daya Pembeda. Kemampuan soal dalam membedakan siswa yang
berkemampuan rendah dengan siswa berkemampuan tinggi. (1) daya
pembeda soal keterampilan proses sains didapatkan soal kriteria baik sekali
10, baik 20, cukup 8, dan jelek 1, dan (2) daya pembeda soal kognitif
didapatkan soal kriteria baik sekali 10, baik 11, cukup 14, dan jelek 3.
D. Hasil Uji Coba Produk Awal
Uji coba produk awal yaitu tahap dilakukan oleh validasi ahli dan praktisi.
Validasi dilakukan ahli materi modul; ahli pengembangan, desain, dan keterbacaan
modul; ahli pengembangan perangkat dan soal evaluasi. Validasi dilakukan praktisi
yaitu tiga guru biologi. Hasil validasi uji coba produk awal oleh ahli materi tersaji
pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Validasi Ahli Materi Modul
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Aspek
Konsep dasar materi.
Konsep sub materi bahasan.
Konsep gambar.
Penyajian gambar.
Sistematika penyampaian materi.
Relevansi dengan kehidupan sehari-hari.
Relevansi dan kredibilitas buku sumber.
Penggunaan bahasa pada materi.
Rata-rata keseluruhan aspek
Rata
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
3,0
4,0
3,88
Kategori
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Hasil dari validasi ahli pengembangan, desain, dan keterbacaan modul tersaji
pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Validasi Ahli Pengembangan, Desain, dan Keterbacaan Modul
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Aspek
Kualitas isi/ materi.
Relevansi dan kredibilitas buku sumber.
Kesesuaian guided inquiry dalam pemberdayaan KPS.
Kesesuaian basis guided inquiry.
Kualitas metode penyajian.
Penyajian pembelajaran.
Penggunaan bahasa.
Penggunaan ilustrasi.
Kualitas dan kelengkapan bahan penunjang.
Kegrafikan.
Tampilan umum.
Rata-rata keseluruhan aspek
Rata
3,5
3,0
4,0
3,6
3,78
3,0
4,0
3,6
3,0
4,0
3,75
3,57
Kategori
Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Hasil dari validasi ahli pengembangan perangkat dan evaluasi tersaji pada
Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Validasi Ahli Pengembangan Perangkat dan Evaluasi
No.
1.
2.
3.
4.
Aspek
Perumusan tujuan pembelajaran.
Pemilihan dan pengorganisasian materi ajar.
Pemilihan sumber belajar atau media pembelajaran.
Metode pembelajaran.
Rata
3,5
3,75
3,33
3,67
Kategori
Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
5.
6.
Penialaian hasil belajar.
Soal evaluasi.
Rata-rata keseluruhan aspek
3,0
3,4
3,44
Baik
Baik
Baik
Hasil validasi praktisi pendidikan yang dinilai oleh tiga guru biologi tersaji
pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Validasi Praktisi Pendidikan
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Aspek
Kualitas isi/ materi.
Relevansi dan kredibilitas buku sumber.
Kesesuaian guided inquiry dalam pemberdayaan KPS.
Kesesuaian basis guided inquiry.
Kualitas metode penyajian.
Penyajian pembelajaran.
Penggunaan bahasa.
Penggunaan ilustrasi.
Kualitas dan kelengkapan bahan penunjang.
Kegrafikan.
Tampilan umum.
Rata-rata keseluruhan aspek
Rata
3,61
3,56
3,67
3,53
3,56
3,67
3,44
3,40
3,67
3,67
3,42
3,56
Kategori
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Baik
Sangat Baik
Sangat Baik
Baik
Sangat Baik
E. Hasil Revisi Produk I
Revisi produk I berdasar hasil validasi ahli dan praktisi, didapatkan masukan
dan saran untuk perbaikan sebelum diujikan coba lapangan terbatas. Hasil saran dan
masukan dari ahli dan praktisi digunakan sebagai perbaikan materi, desain modul,
dan perangkat, kemudian direvisi dan selanjutnya produk modul akan digunakan
pada uji coba lapangan terbatas.
F. Hasil Uji Coba Lapangan Terbatas
Uji coba lapangan terbatas dilakukan oleh lima belas siswa. Hasil data
diperoleh berupa kuisioner terhadap modul tersaji pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Kuisioner Uji Coba Lapangan Terbatas
No.
1.
2.
3.
Aspek
Isi modul
Penyajian
Bahasa atau keterbacaan
Rata-rata keseluruhan aspek
Rata
3,38
3,41
3,11
3,3
Kategori
Baik
Baik
Baik
Baik
G. Hasil Revisi Produk II
Hasil saran dan masukan dari uji coba lapangan terbatas digunakan sebagai
perbaikan, setelah modul diperbaiki maka akan digunakan pada uji coba lapangan
operasional. Saran siswa berupa penggunaan bahasa masih menyulitkan siswa,
tetapi beberapa siswa juga berpendapat bahasa mudah dipahami, sehingga peneliti
mengkaji ulang modul dari keterbacaan yang masih sulit dipahami. Kalimat yang
digunakan sederhana, singkat, jelas, dan gambar relevan dan mendukung materi
(Prastowo, 2012:123).
H. Hasil Uji Lapangan Operasional
Uji coba lapangan operasional dilakukan pada kelas X 7 dengan 30 siswa.
Data diperoleh uji coba lapangan operasional adalah keterlaksanaan sintaks, respon
siswa terhadap modul biologi, data hasil belajar afektif, psikomotor, dan kognitif
serta hasil keterampilan proses sains siswa, yaitu:
1. Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran
Persentase keterlaksanaan sintaks pada Gambar 1 oleh guru dan siswa
yang diperoleh dari tiga observer. Rata-rata berdasarkan aktivitas guru pada
pertemuan I 86,11%, pertemuan II 89,91%, pertemuan III 91,67%, dan rata
keseluruhan 89,20%. Rata-rata diperoleh berdasarkan aktivitas siswa pada
pertemuan I 81,48%, pertemuan II 87,04%, dan pertemuan III 91,67%, dan ratarata keseluruhan 86,73%.
Gambar 1. Histogram Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran
2. Hasil Belajar Siswa
a) Hasil belajar afektif
Penilaian hasil belajar afektif selama proses pembelajaran dilakukan
dengan penilaian menggunakan lembar observasi dinilai oleh tiga observer.
Hasil belajar afektif siswa tersaji pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Belajar Afektif Siswa
∑ Siswa
30
Pertemuan I
%
80,83
Pertemuan II
%
82,5
Pertemuan III
%
84,31
b) Hasil belajar psikomotor
Penilaian hasil belajar psikomotor siswa menggunakan lembar
observasi yang dinilai tiga orang observer tersaji pada Tabel 7.
Tabel 7. Hasil Belajar Psikomotor Siswa
∑
Siswa
30
Pertemuan I
%
80,02
Pertemuan II
%
81,13
Pertemuan III
%
82,5
c) Hasil belajar kognitif
Deskripsi berdasarkan data hasil belajar kognitif siswa yang diperoleh
melalui nilai pretest dan posttest tersaji pada Tabel 8.
Tabel 8. Deskripsi Data Hasil Belajar Kognitif Siswa
Jenis Tes
Pretest
Posttest
∑ Siswa
30
30
Mean
65,97
85,77
SD
5,19
5,14
Nilai Min
57
77
Nilai Mak
77
94
Berdasarkan data Tabel 8 diketahui mean hasil belajar kognitif sebelum
diterapkan modul 65,97 dengan standar deviasi 5,19. Mean hasil belajar
kognitif setelah diterapkan modul 85,77 dengan standar deviasi 5,14. N-gain
ternormalisasi diperoleh rerata kenaikan hasil belajar kognitif 0,71. Menurut
kriteria Hake (1998:1), capaian menunjukkan kenaikan hasil belajar kognitif
dikategorikan ˝Tinggi˝. Setelah perhitungan N-gain ternormalisasi, kemudian
hasil belajar kognitif diuji prasyarat sebelum dilakukan uji one-way ANOVA.
Hasil analisis pretest-posttest hasil belajar kognitif tersaji Tabel 9.
Tabel 9. Ringkasan Hasil Analisis Nilai Pretest dan Posttest
Uji
Jenis Uji
Hasil
Normalitas
Homogenitas
Kolmogorov
-Smirnov
Sig pretest = 0,165
Sig posttest = 0,170
Levene-Test
Sig 0,764
one-way
ANOVA
F = 220,285
p-value = 0,000
Hasil
PretestPosttest
Keputus
an
H0
diterima
H0
diterima
H0
ditolak
Kesimpulan
Data normal
Data homogen
Ada perbedaan
yang signifikan
antara pretest dan
posttest
Berdasarkan analisis nilai kognitif diketahui normalitas data diuji
menggunakan Kolmogorov-Smirnov diperoleh taraf signifikasi 0,165 untuk
pretest dan 0,170 untuk posttest, dimana kedua nilai pretest-postest lebih
besar α =0,05 sehingga H0 diterima, mempunyai arti data pretest-posttest
berdistribusi normal. Hasil uji homogenitas diperoleh bahwa taraf signifikasi
0,764>0,05 maka H0 diterima, mempunyai arti variasi setiap sampel sama
(homogen).
Data nilai pretest-posttest diketahui bahwa data berdistribusi normal
dan homogen sehingga dianalisis menggunakan uji one-way ANOVA.
Berdasarkan hasil F = 220,285 dengan probabilitas 0,000 (p-value 0,05 sehingga H0 diterima, berarti variasi setiap
sampel sama (homogen).
Hasil pretest-posttest diketahui data berdistribusi normal dan homogen
selanjutnya dianalisis menggunakan uji one-way ANOVA. Berdasarkan
perhitungan diperoleh F = 69,589 dengan probabilitas sebesar 0,000 (pvalue